Il pianeta Marte visto da Hubble il 17 Maggio 1997              scorrere in basso      image credit NASA  -  la maggior parte del testo è liberamente tratto da "Wikipedia"                        Marte nel Sistema Solare interno

Viene inoltre chiamato il Pianeta rosso, a causa del suo colore caratteristico dovuto alle grandi quantità di ossido di ferro che lo ricoprono. 

Marte orbita attorno al Sole ad una distanza media di circa 228 milioni di km (1,52 unità astronomiche) e il suo periodo di rivoluzione è di circa 687 giorni o 1 anno, 320 giorni e 18,2 ore terrestri. Il giorno solare di Marte (il Sol) è poco più lungo del nostro: 24 ore, 39 minuti e 35,244 secondi. Il giorno siderale di Marte vale: 24 ore, 37 minuti e 22,660 secondi.

L'inclinazione assiale marziana è di 25° e 19' che risulta simile a quella della Terra. Per questo motivo le stagioni si assomigliano eccezion fatta per la durata doppia su Marte. Inoltre il piano dell'orbita si discosta di circa 1,85° da quello dell'eclittica. 

A causa della discreta eccentricità della sua orbita, pari a 0,09341233, la sua distanza dalla Terra all'opposizione può oscillare fra circa 100 e circa 56 milioni di km. Solo Mercurio ha un'eccentricità superiore nel Sistema Solare. 

Marte infine ha una massa pari ad appena l'11% di quella terrestre; il suo raggio equatoriale misura 3392,8 km. 

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Marte e la sua tenue fresca atmosfera

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Questa è la composizione della atmosfera marziana: 

Anidride carbonica (CO2) 95,32% 
Azoto (N2) 2,7% 
Argon (Ar) 1,6% 
Ossigeno (O2) 0,13%

La pressione atmosferica media è di 700 Pa ma varia da un minimo di 30 Pa sull'Olympus Mons a oltre 1155 Pa nella depressione di Hellas Planitia. Per un paragone Marte ha una pressione atmosferica pari a 1% rispetto alla Terra. 

È stato definitivamente provato che è presente anche metano nell'atmosfera marziana, e in certe zone anche in grandi quantità. Dato che il metano è un gas instabile che viene scomposto dalla radiazione ultravioletta solitamente in un periodo di 340 anni nelle condizioni atmosferiche marziane, la sua presenza indica l'esistenza di una fonte relativamente recente del gas. Tra le possibili cause troviamo attività vulcanica, l'impatto di una cometa e la presenza di forme di vita microbiche generanti metano. Un'altra possibile causa potrebbe essere un processo non biologico dovuto alle proprietà della serpentinite di interagire con acqua, anidride carbonica e l'olivina, un minerale comune sul suolo di Marte. 

Durante l'inverno l'abbassamento della temperatura provoca il condensamento del 25-30% dell'atmosfera che forma spessi strati di ghiaccio secco o di anidride carbonica. Con l'estate il ghiaccio sublima causando grandi sbalzi di pressione e conseguenti tempeste con venti che raggiungono i 400 km/h. Questi fenomeni stagionali trasportano grandi quantità di polveri e vapore d'acqua che generano grandi cirri. Queste nuvole vennero fotografate dal rover Opportunity nel 2004. 
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Lo spazio .... visto da Marte

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Al giorno d'oggi, grazie alla presenza di diversi satelliti, sonde e rover, è possibile studiare l'astronomia da Marte. Confrontata con le dimensioni dell'universo, la distanza tra la Terra e Marte è talora veramente ridotta tuttavia si possono notare delle differenze nell'osservazione astronomica del nostro sistema solare come, per esempio, un tramonto o un nuovo punto di vista del nostro pianeta e della Luna. 
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tramonto del Sole sul pianeta Marte  -  image credit NASA

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Lo spazio .... visto da Marte

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la Terra e la Luna, viste, nelle corrette reciproche proporzioni, dal pianeta Marte  -  credit image NASA

 

Marte, mappa mercatoriana orografica a falsi colori    in rosso i rilevi, in colore verde le pianure, in azzurro e violetto le depressioni ...  a sinistra in basso il bacino "spofondato" di Hellas, nell'emisfero Sud i monti e in quello Nord i deserti sabbiosi,   il vulcano spento maggiore isolato alto 25 km Monte Olympus, tre vulcani spenti allineati ...  -  image credit NASA

 

Marte, strutture orografiche particolari

 

Olympus Mons è un vulcano a scudo ampio 624 km e alto 25 km, con una scarpata al bordo di 6 km … 
l’intera catena della isole Hawaii può essere contenuta all’interno di questo vulcano spento …   -   image credit NASA 

 
 

Marte, strutture orografiche particolari

 

Valles Marineris, il canyon più grande del sistema solare si estende per oltre 3000 km, larga fino a 600 km e profonda 8 km … 
il Grand Canyon in Arizona è lungo appena 800 km …  -   image credit NASA 

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Marte, la composizione del terreno

z  La crosta, il mantello e il nucleo di Marte si formarono entro circa 50 milioni di anni dalla nascita del Sistema Solare e rimasero attivi per il primo miliardo. Il mantello fu la regione rocciosa interna che trasferiva il calore generato durante l'accrescimento e formazione del nucleo. Si ritiene che la crosta sia stata creata dalla fusione della parte superiore del mantello mutando nel corso del tempo a causa di impatti con oggetti estranei, vulcanismo, movimenti successivi del mantello stesso ed erosione.  Grazie alle osservazioni della sua orbita attraverso lo spettrometro TES del Mars Global Surveyor e l'analisi dei meteoriti, è possibile sapere che Marte ha una superficie ricca di basalto. Alcune zone però mostrano quantità predominanti di silicio che potrebbe essere simile all'andesite sulla Terra. Gran parte della superficie è coperta da ossido ferrico che gli conferisce il suo peculiare colore rosso intenso. La crosta ha uno spessore medio di 50 km con un picco di 125 km. Per fare un confronto con quella terrestre, che ha uno spessore di circa 40 km, si potrebbe dire che la crosta marziana è tre volte più spessa, considerando le dimensioni doppie del nostro pianeta. Il mantello, più denso di quello terrestre (di circa 2,35 volte), è composto soprattutto da silicati e, benché sia attualmente inattivo, è all'origine di tutte le testimonianze di fenomeni tettonici e vulcanici sul pianeta. Attualmente è stato possibile identificare la composizione del mantello fino ad una pressione di 23,5 GPa e il modello di Dreibus e Wänke indica che la sua composizione include olivina, clinopirosseno, ortopirosseno e granato.  Il nucleo di Marte è composto principalmente da ferro con il 14-17% di solfuro di ferro e si estende per un raggio di circa 1480 km. Molto probabilmente il nucleo non è liquido, ma allo stato viscoso; di conseguenza Marte non presenta un campo magnetico apprezzabile (massimo 5 nT, nanoTesla) né attività geologica di rilievo. Questo comporta la mancanza di protezione del suolo del pianeta dall'attività di particelle cosmiche ad alta energia; tuttavia la maggiore distanza dal Sole rende meno violente le conseguenze della sua attività. Anche se Marte non dispone di un campo magnetico intrinseco, è possibile provare che parti della sua crosta sono state magnetiche e che si è avuta una polarità alternata attorno ai suoi due poli.

 

Marte, somiglianze e differenze con la Terra      image credit NASA                        z  Marte, somiglianze e differenze con la Terra

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Sulla superficie di Marte l'accelerazione di gravità è mediamente pari a 0,376 volte quella terrestre. A titolo di esempio, si potrebbe affermare che un uomo dalla massa di 70 kg che misurasse il proprio peso su Marte facendo uso di una bilancia altrimenti tarata sull'accelerazione di gravità terrestre registrerebbe un valore pari a circa 26,4 kg. 

Il pianeta, pur presentando un'atmosfera molto rarefatta e temperature medie superficiali piuttosto basse (tra -140°C e 20°C), è, tra i pianeti del sistema solare, quello più simile alla Terra: infatti presenta inclinazione dell'asse di rotazione e durata del giorno simili a quelle terrestri; inoltre la sua superficie presenta formazioni vulcaniche, valli, calotte polari e deserti sabbiosi, oltre a formazioni geologiche che suggeriscono la presenza, in un lontano passato, di un'idrosfera. 

Tuttavia la superficie del pianeta appare fortemente craterizzata, a causa della quasi totale assenza di agenti erosivi (attività geologica, atmosferica e idrosferica in primis) in grado di modellare le strutture tettoniche; inoltre, la bassissima densità dell'atmosfera non è in grado di consumare buona parte dei meteoriti, che quindi raggiungono il suolo con maggior frequenza che non sulla Terra. 

Le stagioni durano circa il doppio dato che la distanza dal Sole lo porta ad avere una rivoluzione di poco meno di 2 anni. 

Una differenza interessante rispetto al clima terrestre è dovuta alla sua orbita molto eccentrica. Infatti Marte è prossimo allo afastro quando è inverno nell'emisfero meridionale e vicino al periastro nella situazione opposta. La conseguenza è un clima più estremo nell'emisfero Sud rispetto a quello Nord. L'estate dell'emisfero Sud può essere 30 °C più calda di quella di un'equivalente estate in quello Nord. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Marte, le tempeste di sabbia

 
Rilevanti sono anche le tempeste di sabbia che possono estendersi anche all'intero pianeta. Solitamente si verificano quando Marte si trova prossimo al Sole ed è stato dimostrato che esse aumentano la temperatura atmosferica del pianeta.             image credit NASA 
 
 
 
 
 
 

 
 

Marte, osservabilità dalla Terra

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Ad occhio nudo, Marte solitamente appare di un marcato colore giallo, arancione o rossastro. Per luminosità è il più variabile tra tutti i pianeti visibile dalla Terra nel corso della sua orbita. La sua magnitudine apparente infatti passa da +1,8 alla congiunzione fino a -2,9 all'opposizione perielica (fenomeno che si verifica ogni due anni circa e quindi rende il pianeta difficile da osservare per la maggior parte del suo periodo). 

A causa dell'eccentricità orbitale si possono avere piccole e grandi opposizioni, con un diametro apparente da 3,5 a 25,1 secondi d'arco. 

Il punto in cui Marte è più vicino alla Terra è definito opposizione; il periodo che intercorre tra due opposizioni, o periodo di rivoluzione, è di 780 giorni. A causa dell'eccentricità di Terra e Marte, i momenti di opposizione possono variare anche di 8,5 giorni e la distanza tra i pianeti può passare da un minimo di 55,7 milioni di km ad un massimo di 401,3 milioni di km. 

L'avvicinarsi di Marte all'opposizione comporta l'inizio di un periodo di moto retrogrado per cui dalla Terra sembrerà muoversi in direzione opposta alla sua orbita formando un "cappio" se si considera la volta celeste sullo sfondo come riferimento. 

Il 27 agosto 2003 alle 9:51:13 UT, Marte si è trovato vicino alla Terra come mai in quasi 60.000 anni: 55.758.006 km (o 0,372719 AU). Ciò fu possibile perchè Marte si trovava ad un giorno dall'opposizione e circa a tre giorni dal suo perielio, cosa che lo rese particolarmente visibile da Terra. Si prevede che il 24 agosto 2208 sarà di 0,372254 AU. 

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Marte, osservabilità dalla Terra  image credit pighin    image credit: pighin  Fine Agosto 2009, Marte si approssima ad entrare nei Gemelli; siamo lontano dalla opposizione, pertanto è molto distante, quindi poco luminoso;  l'opposizione  cade  il  29 gennaio 2010 - Marte, molto vicino, raggiungerà la ragguardevole magnitudine di -1.28 nella costellazione del Cancro

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Marte, opposizione di agosto 2003 e moto retrogrado    image credit Perseus

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Marte, occultato dalla Luna    image credit NASA

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Marte, i due minuscoli satelliti ( asteroidi catturati? )

 
Marte possiede due lune naturali: Phobos e Deimos. Entrambe vennero scoperte da Asaph Hall nel 1877. Entrambe hanno un'orbita circolare, prossima all'equatore, cosa piuttosto rara per dei corpi catturati. 

Phobos è la maggiore delle due misurando 26,6 km nel suo punto più largo. Si presenta come un oggetto roccioso dalla forma irregolare, segnata da numerosi crateri. La sua densità media molto bassa inoltre ricorda la struttura dei meteoriti di condrite carbonacea e suggerisce che la luna sia stata catturata dal campo gravitazionale di Marte. Il suo periodo di rivoluzione vale 7 ore e 39 minuti, è circolare e si discosta di 1° dal piano equatoriale. 

Phobos ha un periodo orbitale più breve della rotazione di Marte sorgendo così, visto da Marte, da ovest e tramontando a est in sole 11 ore. L'asse più lungo del satellite inoltre punta sempre verso il pianeta madre mostrandogli così, come la Luna terrestre, solo una faccia. Poiché si trova sotto l'altitudine sincrona, Phobos è destinato, in un periodo di tempo stimato in 50 milioni di anni, ad avvicinarsi sempre più al pianeta fino ad oltrepassare il limite di Roche e disintegrarsi per effetto delle intense forze mareali. 

Deimos è la minore e più esterna e piccola. Misura 15 km nella sua sezione più lunga. Essa trattiene un significativo strato di regolite sulla sua superficie. Deimos, presenta la stessa composizione della maggior parte degli asteroidi. Deimos si trova appena al di fuori dell'orbita sincrona e, vista da Marte, sorge a est impiegando però circa 2,7 giorni per tramontare a ovest, nonostante la sua orbita sia di 30 ore e 18 minuti. La sua distanza media da Marte è di 23.459 km. Mostra sempre il suo asse più lungo a Marte. 

Marte è inoltre l'unico pianeta roccioso attorno al quale ruotano degli asteroidi troiani. Il primo, 5261 Eureka, fu individuato nel 1990. Seguirono (101429) o 1998 VF31 , (121514) o 1999 UJ7 e 2007 NS2. UJ7 si trova nel punto troiano L4, tutti gli altri si posizionano in L5. Le loro magnitudini apparenti vanno da 16,1 a 17,8 mentre il loro semiasse maggiore è di 1,526 UA. 
 
 
 
 
 

 
 

Marte, i due minuscoli satelliti ( asteroidi catturati? )

 

Phobos              Deimos    image credit NASA

 
 
 
 
 

 
 

Marte, i due minuscoli satelliti ( filmato di Daniele Gasparri - necessita DivX Player installato )

tre volte transita (molto piccolo) il satellite Phobos che fa ombra su Marte ... subito dopo il terzo transito, illuminato contro il cielo nero, in basso a sinistra, passa il satellite Deimos ... nella visione telescopica Nord-Sud, Est-Ovest, sono invertiti (moto apparente orario) ... 
 
 
 
 
 
 
 
 

De Motibus Stellæ MARTIS ex observationibus G. V. Tychonis Brahe (Joanne Keplero)

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Marte è quel pianeta con la giusta "eccessiva" eccentricità, tale da porre problemi di previsione di longitudine e latitudine dopo le precisissime misure di Tyco, rifiutandosi di stare entro l'errore di misura di 1 primo. 

 Keplero per primo lo riferisce al "Sole osservato" (quello delle meridiane) e non al "Sole medio" (quello dei nostri orologi), nel senso che la sua cosmologia, basata sul trascinamento magnetico dei pianeti da parte del Sole, pone quest'ultimo (il Sole) al centro del cosmo. 

Quella di Keplero e la "stella Marte" è una battaglia epica, il nostro è fermamente convinto che la natura si lasci conoscere e su questa convinzione opererà indefessamente per una vita intera ad analizzare i dati di Tycho per trovare la via di uscita. 

La seconda legge, quella delle aree sottese dal pianeta proporzionali ai tempi, farà da "test" per l'accettazione di possibili teorie. In particolare mostrerà che il modello di Copernico è assolutamente insufficiente, anche se rivisitato col "Sole osservato". 

I pianeti all'afelio si muovono più lentamente, ma la sola maggiore distanza non è sufficiente a giustificare i dati osservati. Allora "deve essere vero" che il pianeta all'afelio abbia una minore velocità di per sé. Questi sono i risultati che si evincono dalle misure di Tycho. 
 
 
 
 
 
 

 

De Motibus Stellæ MARTIS ex observationibus G. V. Tychonis Brahe (Joanne Keplero)

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"Astronomia Nova" - CAPUT  I

« ... Questa è l'accurata descrizione del moto della stella Marte ... nella assunzione di Terra immobile, come avevano ritenuto Tolomeo e Brahe ... dal momento che i cerchi di Marte richiedono un così grande spazio, le sfere del Sole, Venere e Mercurio, la Luna ... dovrebbero essere incluse nell'angusto [spazio libero] attorno alla Terra .... »   Joanne Keplero

Vediamo con le parole autografe di Keplero il momento della scoperta della prima legge, quella dell'orbita ellittica, con moto in accordo alla legge delle aree:  

« ... Né ho posto fine ai miei studi prima che un quarto punto non fosse stato esaminato sulle ipotesi fisiche; con laboriosissime dimostrazioni ho fatto una scoperta, a partire da moltissime osservazioni: il moto dei pianeti in cielo non è un cerchio, ma un ovale, perfettamente ellittico. La geometria lo ha permesso ed ha insegnato che una tale orbita nasce se assegniamo una legge [“librandi corpus”] ai moti planetari e cioè che la velocità del loro moto è in proporzione [inversa] con la distanza in linea retta dal Sole. Non solo ciò, ma attraverso tale legge tornano le equazioni di eccentricità, in accordo con le osservazioni ... » 
 

a Marte tabellare